CC BY
2УДК 631.25:697.421.45:631.3.004.4
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ПРИ ПОСТАНОВКЕ СЕЛЬХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ НА ХРАНЕНИЕ
Е. Б. Миронов, А. Е. Крупин, А. Н. Шишарина
ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет»
Аннотация. В связи с поступлением в сельскохозяйственные организации дорогостоящей техники особо острой задачей становится ее поддержание в работоспособном состоянии в период хранения. Одним из значимых этапов при консервации техники является сушка ее рабочих поверхностей. В статье дается оценка современному оборудованию для ускоренной сушки, а также предлагается повысить эффективность этого процесса на постах консервации путем установки приточно-вытяжных установок с рекуператором тепла.
Ключевые слова: сушка, теплообменник грунтовый, техника сельскохозяйственная, установка приточно-вытяжная, хранение.
Введение. При эксплуатации и хранении сельскохозяйственной техники основными местами локализации коррозионных повреждений являются стыковые, болтовые и сварочные соединения [1, 2]. Влага, попадая на поверхность машины, с легкостью проникает в зазоры и трещины стыковых и сварных соединений и удерживается в них длительное время, что приводит к возникновению в них растущих очагов коррозионного поражения. Со временем лакокрасочное покрытие начинает набухать, отслаиваться и становится проницаемым. Агрессивное действие влаги внутри щелей и зазоров, основная причина возникновения электрохимической коррозии [3, 4].
Глубина поражений коррозией отдельных деталей может достигать катастрофических величин и составлять до 0,02...0,07 мм за год, а рабочих органов и опорных частей, соприкасающихся с почвой, на глубину до 0,12.0,14 мм [5], что приводит к появлению усталостных трещин, зарождению разрушений особенно в зоне сварных соединений.
Даже при использовании крытых навесов при длительном хранении (рисунок 1 а, б) рабочие органы сельскохозяйственной техники и ее рабочие поверхности подвергаются воздействию электрохимической коррозии. Поэтому одним из путей
предотвращения ее развития является обеспечение качественного нанесения различных противокоррозионных составов [6].
Исследования и цели работы, направленные на достижение новых знаний. В работе [5] приводится деление производственного процесса постановки техники на хранение на три этапа: подготовительный (организуется выбор, приобретение и подготовка необходимых материалов, технических и энергетических ресурсов), очистку и мойку, и этап консервации. При этом указывается, что за счет качественного проведения этапа очистки и мойки, например при обслуживании туковысевающих аппаратов площадь коррозионных поражений металла и разрушений лакокрасочных покрытий через 7 месяцев хранения снизились до 20% в сравнении с вариантом «без обслуживания», а с применением защитных консервационных покрытий повреждения практически не обнаруживались.
а б
Рисунок 1 - Хранение техники под навесом в ОАО «Нива» Лысковского района Нижегородской области
Следует отметить, что между этапами мойки и консервации обязательно проводится процесс сушки техники по возможности до максимально полного испарения влаги. В связи с этим мойку рекомендуется проводить в сухие и солнечные дни, что является недопустимым, например, при массовой постановке техники на хранении или в связи со смещением выполнения различных сельскохозяйственных работ, когда велика вероятность затяжных дождей. Таким образом, высохшие машины повторно могут быть смочены осадками во время ожидания консервации на открытых
площадках хранения.
Поэтому разработка методов и средств ускоренной сушки сельскохозяйственной техники при постановке на хранение является актуальной задачей с практической точки зрения.
Оценка оборудования для ускоренной сушки сельскохозяйственной техники. В настоящее время используют два видов сушки: инфракрасную и конвективную сушка.
Инфракрасная сушка (рисунок 2), активно применяется в автосервисах и ремонтных мастерских при нанесении или восстановлении поврежденных
лакокрасочных покрытий. Основными преимуществами данных установок являются: мобильность, высокая скорость нагрева, равномерное распределение теплового потока и как следствие равномерный прогрев объекта, а наличие таймера позволяет не только запрограммировать время ее работы, но и позволяет персоналу выполнять одновременно несколько видов работ. Главным же недостатком использования данных установок является высокие энергозатраты, а также их низкая эффективность при сушке скрытых полостей или труднодоступных мест.
Конвективная сушка
сельскохозяйственной техники
осуществляется, как правило, или тепловой пушкой (рисунок 3), или обдувочным краном посредством шланга, соединенного с компрессором.
При использовании данного оборудования конвективная сушка, по сравнению с инфракрасной, позволяет за счет высокого давления воздуха быстрее вытеснять влагу из зазоров и щелей. Несмотря на это тепловые пушки требуют постоянного присутствия рабочего, который должен направлять горячий воздух из одной зоны объекта на другую, в противном случае пушка будет обдувать уже
Рисунок 2 -Инфракрасная сушка Тготте1Ъе^
Рисунок 3 - Переносная тепловая пушка «Зубр»
высушенную поверхность, вследствие чего эффективность ее работы будет снижаться. Применение компрессора с обдувочным шлангом является самым простым решением, но в тоже время за счет низкой производительности возможность использования данного метода зачастую бывает нецелесообразной.
Результаты и обсуждение. В работе [7] указывается, что качество и скорость сушки зависят и от влажности воздуха, и чем она ниже, тем быстрее испаряется вода и высыхает поверхность. В невентилируемом помещении испарившаяся вода способствует повышению относительной влажности окружающего воздуха и на поверхности машины возможна конденсация воды. Автор отмечает, что дополнительное разряжение, создаваемое в помещении вытяжной вентиляцией, благоприятствует снижению влажности и как следствие сушке машины:
р = 100(Р-АР)Р0 = рн -Ар, (1)
где: у - влажность воздуха в вентилируемом помещении, %; ун - влажность воздуха в невентилируемом помещении, %; Ау - величина уменьшения относительной влажности воздуха за счет разрежения от вытяжной вентиляции, %;
Таким образом, применение одного из видов сушки и эффективной вентиляции позволит снизить время и общие энергозатраты, а также повысить качество консервации.
Для повышения эффективности вентиляции на постах консервации предлагается использовать приточно-вытяжные установоки (ПВУ) [8, 9] совмещенные с грунтовым теплообменником (рисунок 4). Проведенная сравнительная оценка [10] показала, что существенное преимущество имеют системы ПВУ, в конструкцию которых входит рекуператор, обеспечивающий максимальную теплопередачу между приточным и отработанным потоками воздуха. Кроме того, встроенный электронагреватель позволяет подогреть входящий воздух до заданной температуры.
Данное решение позволит не только переработать, обезвредить и заменить на новый весь находящийся в помещении воздух, перенасыщенный химическими продуктами, летучими соединениями консервационных материалов и т. д., но и сохранить при этом здоровый микроклимат на посте консервации, а также обеспечить наилучшие условия для консервации техники.
Процесс работы ПВУ с грунтовым теплообменником и рекуператором теплоты (рисунок 4) в процессе консервации техники поздней осенью заключается в следующем: воздух, проходя через
воздухозаборник 1, фильтруется, движется по воздуховоду 16 и нагревается, далее проходит по вентиляционной шахте 13. На входе в пластинчатый рекуператор 9 воздух снова фильтруется, проходит в теплообменник и, если требуется, подогревается до установленной автоматикой 6 температуры электрическим ТЭНом 5. Нагретый воздух поступает через потолочные диффузоры 7 в помещение. Автоматика приточно-вытяжной установки управляет насосом 14 в ревизионном колодце 15, регулирует воздушный поток вентиляторами 4 и ТЭНом на подогрев.
7 11 12 10 9 3 ^85
Рисунок 4 - Схема применения ПВУ и грунтового теплообменника: 1 - воздухозаборник; 2 - фильтры; 3 - дождевая решетка; 4 -вентиляторы; 5 - ТЭНы; 6 - автоматика управления приточно-вытяжной установкой; 7 - потолочные диффузоры; 8 - датчики температуры; 9 - пластинчатый рекуператор; 10 - заслонка; 11 - отвод конденсата; 12 -поддон; 13 - вентиляционная шахта; 14 -
насос; 15 - ревизионный колодец; 16 - воздуховод
Также есть шесть датчиков температуры 8: аварийный (внутри пластинчатого рекуператора, который ограничивает приток, закрывая или открывая заслонку 10); после ТЭНа, считывающий показания нагрева воздуха; два датчика вне и внутри помещения для регулирования режимов работы ПВУ в зависимости от температуры окружающей среды; два датчика уровня жидкости в ревизионном колодце и в поддоне 12 пластинчатого рекуператора. Удаляемый воздух проходит на улицу по трубе, защищенной дождевой решеткой
Предварительные экономические расчеты показывают, что при создании системы ПВУ с грунтовым теплообменником для поста консервации площадью до 100 м2 потребуются капитальные вложения в размере от 150 до 200 тыс. руб. Однако, в настоящее время, достаточно сложно спрогнозировать экономический эффект от предлагаемых мероприятий, т.к. на процесс сушки влияет множество факторов: температура и влажность окружающего воздуха, вид и размеры сельскохозяйственной техники, состояние поверхностей ее рабочих органов и многое другое.
Дальнейшим продолжением данной работы будет являться определение влияния данных факторов на процесс сушки с использованием ПВУ.
Выводы. В связи с поступлением в сельскохозяйственные организации дорогостоящей техники особо острой задачей становится ее поддержание в работоспособном состоянии в период всего срока ее эксплуатации. Наиболее часто для решения данной задачи используют широкий комплекс противокоррозионных мероприятий, в частности, нанесение на поверхности машин различных противокоррозионных составов. Технология их нанесения предусматривает тщательную сушку рабочих поверхностей техники после очистки и мойки, что не всегда возможно, учитывая высокую вероятность выпадения осадков в осенний период времени. Поэтому наиболее эффективным решением является создание специализированных постов консервации с эффективной системой вентиляции, включающей ПВУ с рекуператором и грунтовый теплообменник. Однако для применения этого технического решения и для обоснования режимов работы ПВУ, обеспечения наилучших условий работы персонала и уменьшения затрат на консервацию техники требуется разработать методику, подобрать приборы и провести эксперименты по выявлению зависимостей процесса сушки от различных факторов.
Список использованных источников:
1. Латышенок, М. Б. Обоснование ресурсосберегающих технологических приемов и разработка средств механизации для подготовки сельскохозяйственной техники к длительному хранению [Текст]: дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.01, 05.20.03 / Латышенок Михаил Борисович. - Рязань, 1999. - 332 с.
2. Миронов, Е. Б., Лисунов, Е. А., Гладцын, А. Ю. Процесс образования и развития электрохимической коррозии сельскохозяйственной техники. // Аграрный Вестник Верхневолжья. -2015, №4. - С.49...52.
3. Северный, А. Э. Сохраняемость и защита от коррозии сельскохозяйственной техники. / ГОСНИТИ. - М., 1993. - 233 с.
4. Шемякин, А. В. Совершенствование организации работ, связанных с хранением сельскохозяйственных машин в условиях малых и фермерских хозяйств [Текст]: дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.03 / Шемякин Александр Владимирович. - Рязань, 2014. - 296 с.
5. Петрашев, А. И. Совершенствование технологических процессов и ресурсосберегающих средств консервации сельскохозяйственной техники при хранении [Текст]: дис. ... д-ра техн. наук: 05.20.03 / А. И. Петрашев. - Тамбов, 2007. - 400 с.
6. Миронов, Е. Б., Маслов М. М., Тарукин, Е. М., Косолапов В.
B. Состояние системы протиокоррозионной защиты сельскохозяйственной техники в Нижегородской области. // Вестник Алтайского государственного аграрного университета - 2015, №12(134). - С.127...131.
7. Петрашев, А. И., Сазонов С. Н., Клепиков В. В. Использование сжатого воздуха для эффективной сушки сельхозмашин при подготовке к хранению. // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2014, №2. - С.50...57.
8. Миронов, Е. Б., Шишарина, А. Н. Грунтовый теплообменник с рекуперацией теплоты. // Сельский механизатор. - 2015, №14. -
C.28...29.
9. Миронов, Е. Б., Шишарина, А. Н. Совершенствование условий хранения сельскохозяйственной техники с использованием приточно-вытяжной установки с рекуператором теплоты. // Вестник НГИЭИ. Серия технические науки. - 2015, №10(53). - С.27...31.
10. Миронов, Е. Б., Шишарина, А. Н. Анализ приточно-вытяжных установок с рекуперацией тепла. // Вестник НГИЭИ. Серия технические науки. - 2014, №12(43). - С.58...63.
Евгений Борисович Миронов, кандидат технических наук, доцент, mironov-e@mail.ru. Россия, Нижегородская область, г. Княгинино, Нижегородский государственный инженерно-экономический университет
Александр Евгеньевич Крупин, кандидат технических наук, доцент, krupin-ngiei@mail.ru. Россия, Нижегородская область, г. Княгинино, Нижегородский государственный инженерно-экономический университет
Анастасия Николаевна Шишарина, преподаватель, lustra-alisa@rambler.ru. Россия, Нижегородская область, г. Княгинино, Нижегородский государственный инженерно-экономический университет
THE USE OF SUPPLY AND EXHAUST VENTILATION WHEN PUTTING AGRICULTURAL MACHINERY IN STORAGE
Mironov E.B., Krupin A.E., Shisharina A.N.
Abstract. In connection with purchasing expensive equipment by agricultural organizations the most pressing task becomes its maintenance in a working condition during storage. One of the most important steps in preservation of technique is drying its working surfaces. The article gives the evaluation of the modern equipment for faster drying, and suggests to increase the effectiveness of this process at the conservation posts through the installation of supply and exhaust units with heat recuperator.
Keywords: drying, ground heat exchanger, agricultural machinery, installation of supply and exhaust units, storage.
Eugeniy Borisovich Mironov, Candidate of Technical Science, Associate professor, mironov-e@mail.ru. Russia, Nizhniy Novgorod area, Knyaginino, Nizhniy Novgorod State Engineering-Economic University
Alexander Eugenievich Krupin, Candidate of Technical Science Associate professor, krupin-ngiei@mail.ru. Russia, Nizhniy Novgorod area, Knyaginino, Nizhniy Novgorod State Engineering-Economic University
Anastasiya Nikolaevna Shisharina, teacher, lustra-alisa@rambler.ru. Russia, Nizhniy Novgorod area, Knyaginino, Nizhniy Novgorod State Engineering-Economic University
